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1、宇宙学概论,罗民兴 浙江大学理学院物理系 浙江近代物理中心,天文学的起源,天文与定向、航海 天文与时间、历法 占星术 天文学：中国、巴比伦、埃及、希腊、阿拉伯 经典天文学：哥白尼，伽利略与望远镜 现代天文学,物理学理论,物质的基本组成、相互作用与运动规律： 牛顿力学 狭义相对论和广义相对论 量子力学与量子场论，标准模型 超弦理论 热力学与统计力学,宇宙学,古老与新兴的学问 实验的科学 理论的作用 宇宙的现状，过去与未来,量子场论与标准模型,原子物理与核物理,伽利略探测器在前往木星的途中于1992年拍摄的地球与月球的合影,日珥,星系又构成星系团，而一般把星系数较少，外形不规则的星系集团称为星系群
2、 星系团所含星系的数目一般在几百到几千个，大小为几个到几十个Mpc (1pc=3.3ly) 银河系所在的星系群称为本星系群,本星系群包含大约超过40个星系, 其重心位于银河系和仙女座星系中的某处覆盖一块直径大约1000万光年(1023m)的区域,本星系群中两个质量最大的成员是银河系与仙女座星系（M31）, 这两个旋涡星系又都各自拥有一个自己的卫星星系系统,由星系群和星系团构成的更高级天体统称为超星系团。一般超星系团包含几个到几十个星系团，大小为几十到几百个Mpc （1pc=3.3光年） 超星系团是现在已知的最大星系集团，在尺度超过大约100Mpc时，星系的分布可以近似看成是均匀的,数值模拟 可
3、见宇宙5000Mpc,现代观测表明，宇宙在大尺度上是均匀的和各向同性的 宇宙学原理：在宇宙学尺度上，空间任一点和任一点的任一方向，在物理上是不可分辨的。宇宙中各处的观测者，观察到的物理量和物理规律是完全相同的，没有任何一个观测者是特殊的,目前宇宙中的物质组份： 1.重子物质占大约4%,其中可见的只有0.5% 2.辐射为0.005%,主要是光子和中微子(宇宙微波背景辐射) 3.暗物质26%,非重子物质,目前仍不知其具体由什么构成 4.具有负压强的暗能量占主导地位,导致宇宙正加速膨胀,20世纪初，人们发现大多数星系都正在离我们而去。1929年,美国天文学家哈勃发现,河外各星系的退行速度具有一定的规
4、律性,其退行速度与距离成正比,由于宇宙在膨胀，导致远处的星体发出的任何波段的光在到达地球后其波长会变长，即会发生红移 这种波长的变化与多普勒效应相似 星体距离地球越远，其被观测到的光的红移就越大，因此红移的大小可以被用来表示距离的大小，还可以代表时间,减速,加速,大爆炸理论,宇宙早期的温度极高，在100亿度以上，物质密度也很大。宇宙间只有基本粒子，主要以辐射的形式存在 随着宇宙的膨胀，温度将逐渐降低，现在的宇宙辐射的温度大约为3K。物质密度也逐渐变小，各种物质结构也慢慢地出现： 原子核合成，原子合成，元素的生成，恒星的形成，然后是星系的形成及其演化,星系可分为三类： 椭圆星系 旋涡星系 透镜星
5、系 不规则星系,椭圆星系：外形呈正圆形或各种扁度的椭圆形，中心亮，边缘渐暗。约占所有星系的60%，宇宙间最大和最小的星系都是椭圆星系,旋涡星系：中心有核球，外面是薄薄的圆盘。约占所有星系的20%,棒旋星系,透镜星系：介于前两种星系之间，没有旋涡结构，但显出一个亮核，四周有暗淡的包层,不规则星系：形状不规则，一般含有较多 的气体和尘埃，含年轻明亮的恒星最多，年老的恒星最少,四星系碰撞生强大冲击波 尺寸超过银河系,暗能量存在的证据：在星系附近的颗粒绕星系旋转的速度曲线趋于平坦,暗能量存在的 证据：由超新 星观测得到的 距离-位移关系,超新星爆炸 重要标志物,暗能量与暗能量的存在与对宇宙微波背景辐射的测量相符,红的颜色表示较“热”，而蓝的颜色表示较“冷”,内容提要,古典天文学的发展与科学太阳系的建立 宇宙的年龄、大小与现状 宇宙的观测方法与演化 物理学基础：物质的组成，相互作用与运动 早期宇宙构成与演化历史 恒星和星系的生成与演化 现代宇宙学前沿简介（暗物质，暗能量，超弦理论）,End of the First Lecture,